物料搬运机械手机构运动学分析及仿真

为了机械手可以得到进一步的优化和更高的效益,本文选用了二轴桁架式机械手,并对其进行运动学分析,解出运动学的正、逆问题;并完成机械手的三维建模,再对机械手进行运动模拟及仿真分析,判断其结构设计的合理性。     

一种关节坐标型医用采血机械手结构设计

本文研究、设计了一种关节坐标型医用采血机械手.根据采血机械手的功能以及需求,提出了采血机械手的总体设计方案,结合机械手结构和功能实现,制定了传动路线、驱动方式、传动方式,进行了机械手手臂模块和穿刺模块结构设计,建立了零件、部件三维建模,完成了采血机械手的机械设计和虚拟实现.     

用于瓶装奶检测和搬运的多自由度智能机械手的三维建模设计

机械手应用于工业生产,能更好地辅助工人完成工作。现介绍一种用于检测和搬运瓶装奶的智能机械手装置的总体结构和工作原理,并基于整体结构设计,给出三维建模和整体装配效果图,从而将机械手的外观与各部件之间的装配关系直观地展现出来。     

系统中搬运机械手的本体结构设计

根据教学培训系统总体设计方案及机械手设计要求,经设计分析后利用Pro/E软件逐步进行机械手零件结构三维参数建模并完成总体装配。装配虚拟样机经干涉检查、运动仿真等初步分析后达到预期结构设计要求,各设计零件经加工后装配得到实物并运用于系统中。     

磨机换衬板机械手结构设计及运动学分析

磨机换衬板机械手是更换球磨机内部衬板的重要设备,针对筒体入口直径为1.1m的球磨机,设计了磨机换衬板机械手,利用Solid Works建立了磨机换衬板机械手三维模型,采用D-H方法对机械手结构和连杆参数做出分析,构建了运动学方程。在Matlab环境下,运用Robotics Toolbox工具箱对磨机换衬板机械手建模仿真,获取机械手末端空间轨迹曲线、关节位移和速度曲线,仿真结果表明机械手能够完成预期目标,证明了磨机换衬板机械手结构设计的合理性,同时为机械手接下来的动力学、轨迹规划等研究提供了理论分析的依据。     

装卸机械手设计研究

对生产线上装卸机械手进行设计研究。用机器人机构学理论推导出装卸机械手运动学方程;完成了机械手结构设计、液压及PC控制系统的设计,选出了合适的PC控制器,设计了控制程序,满足了生产线的需要。     

绳驱动式四指机械手的虚拟设计

根据功能需求的变化,从仿生学角度出发,设计一种绳驱动式四指机械手,该机械手共有十三个自由度,通过电机驱动及绳索传动来控制机械手的十三个自由度。该机械手通过耦合连接方式实现远指节的弯曲。详细介绍机械手的组成情况及工作原理,应用三维软件设计机械手的三维实体模型,并对三维模型进行虚拟装配及运动仿真分析,该机械手的研究可为绳驱动式多指机械手的实际应用提供一定的理论参考。     

口服液生产线搬运机械手系统设计

针对口服液药品行业中药品运输量大、卫生要求高的问题设计了一台自动化机械手——口服液生产线搬运机械手。在分析了该机械手所需自由度与适合本机械手运动形式的基础上,完成该机械手的总体结构设计。采用PLC为主控制器,给出了系统的I/O口分配,对一些关键元件进行了选择,编制了程序,实现了自动控制,提高了生产效率。     

三自由度水下机械手研制

为了研究无人无缆自主式水下机器人的深海作业性能,在分析了水下机械手工作环境及作业性能的基础上,研制了三自由度水下机械手。在考虑了本体材料、耐压壳体形状、水密接插件和关节走线形式等基础上,进行了水下机械手的本体结构设计,同时也对水下机械手的关节驱动方式进行了研究。为了实现对水下机械手的有效控制,采用上位机和下位机两级控制方式,并完成了硬件和软件设计。最后进行了实验调试,其结果表明了所研制的水下机械手满足设计要求。     

基于EON的中医按摩机械手虚拟装配研究

运用虚拟现实软件EON对中医按摩机械手进行虚拟装配。通过三维建模软件CATIA对中医按摩机械手各零件进行建模和整体装配,并在3ds max中进行轴心调整及渲染、着色等处理。假定拆卸为装配的逆过程,在EON中对机械手手部进行拆卸,为装配分析提供依据,从而完成机械手手部的虚拟装配。在满足虚拟装配的前提下,运用EON设计机械手的手指运动轨迹,最终实现了中医按摩机械手的按摩动作。这对减少设计时间,缩短研发周期具有重要经济效益。     

一种新型上肢康复机器人设计与分析

针对现有康复机器人系统的不足,设计了一种新型3个自由度上肢康复机器人结构,采用Denavit—Hartenberg（D—H）方法建立了机器人运动学模型,并分别进行了正运动学和逆运动学分析,应用Matlab和ADAMS软件分别从理论计算和三维模型仿真方面对该机械结构进行了位移、速度和加速度的分析和比较,仿真结果和样机的实验结果证实了设计的可行性。     

五自由度3D打印并联机器人设计及分析

为实现多向3D打印,设计了一种新型五自由度3D打印并联机器人,该机器人具有两个转动自由度和三个平动自由度,其特点是采用铰接的动平台以获得大的工作空间。根据建立的运动学模型,计算了该机器人机构的运动学反解,分析了定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间,用螺旋理论方法建立了速度雅可比矩阵,在此基础上分析了五自由度3D打印并联机器人的奇异性、灵巧性,并进行了运动仿真分析。研究结果表明,所设计的五自由度3D打印并联机器人具有大的位置工作空间和姿态工作空间,该机器人在工作空间内存在奇异位置,通过添加冗余驱动后可以消除奇异位置,并且具有良好的灵巧性,适合多向3D打印。     

基于Pro/E与Simulink的Delta并联机器人运动仿真

针对"三自由度并联机器人的运动空间比传统六自由度并联机器人受到更多约束,以及其运动特性也更加复杂"的问题,将可视化运动仿真分析技术应用到并联机器人的研究上。以三自由度Delta并联机器人为例,在复杂轨迹下其整体位姿难以直观想象;为了便捷、高效地实现Delta并联机器人可视化运动仿真分析,结合SimMechanics Link接口软件,以Pro/E与Simulink/SimMechanics为仿真开发平台,提出了采用三维模型转换成SimMechanics模型的建模方法,并建立了SimMechanics模型,进行了仿真。研究结果表明,该方法能够直观地对Delta并联机器人进行可视化运动仿真分析,进而可为并联机器人机构的选型及优化、控制器的设计提供参考依据。     

一种新型3P-1R并联机构三维建模及运动仿真的实现

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理,构造了一种能够实现空间三维移动和一维转动的3P-1R并联机构,并运用CAXA实体设计软件构建了该并联机构的三维参数化模型。通过嘲与ADAMS之间的数据交换,实现了ADAMS环境下该新型3P-1R并联机构虚拟样机的运动学仿真。结果表明,新型3P-1R并联机构虚拟样机构建合理,运动仿真具有可信度。     

Vision guided dual arms robotic system with DSP and FPGA integrated system structure

Usually, a humanoid robot has two arms and stereo vision system to execute human daily actions. It has complicate mechanism and mechatronics control system structure. The hardware control structure should be planned ingeniously to execute the complicate computation of 3D image processing and manipulate a multi degree of freedom dual arms motion control, especially for mobile robot system. Here a 7 DOF dual arms robot with FPGA hardware control structure and a digital signal processor (DSP) based CMOS stereo vision system are designed and built in our lab. The intelligent fuzzy sliding mode control strategy is employed to establish the visual guided robotic motion control software. This low cost humanoid robotic system has compact control structure and mechanism integration for mobile application purpose. Object detecting and tracking schemes in 3D space were developed for locating the target position and then guided the robot arm to pick and place objects or track the specified moving target. Experimental results show that this delicate robotic system has basic humanoid function.     

基于可加工性的悬臂结构件轻量化设计

基于轻量化设计要求,利用OptiStruct平台对一种5自由度机械手的关键悬臂结构件进行拓扑结构优化。优化过程中加入了对称、脱模方向等约束,提高了零件的可加工性;并对优化后的模型做了强度、刚度校核。对比经验结构与拓扑优化结构,显示了拓扑优化方法的优势。优化设计后的悬臂结构件重量减轻了24.8%,达到了轻量化设计的目的,该成果已经应用于实际生产设备。     

五自由度串联机器人运动学正反解仿真研究

介绍了基于ADAMS的5自由度串联机器人运动学正、反解仿真方法,给出了一种有效的仿真多自由度串联机器人反解的驱动函数构造方法,并用ADAMS强大的运动仿真功能、函数、测量及曲线处理功能,对5自由度机器人进行了运动学正反解仿真运行及分析。为机器人运动控制及优化设计提供参考依据。     

一种均一阵列式模块化自重构机器人的机构设计研究

提出了一种新型的三维均一阵列式模块化自重构机器人的概念，介绍了单转动自由度正立方体模块的设计方案及工作原理，不但扩大了模块的通用性，提高了机器人的运动灵活性，而且使模块结构简单，控制容易，制造简便。     

新型三维移动3-RRUR并联平台机构及其位置分析

为了丰富并联少自由度机器人的机型,提出了一种能实现空间三维移动的并联机器人机构模型,该模型由3个RRUR分支构成。采用螺旋理论分析了它能实现三维移动的机构学原理,计算了它的自由度,给出了其位置反解方程及其表达式,并进行了数值验证,绘制了工作空间的形状。     

机器人末端运动特征描述方法

在回顾机器人机构构型设计发展历程的基础上，综述了当前存在的几种构型理论所取得的主要成果，指出仅仅采用自由度方法来描述机器人输出运动特征的不足之处。提出一种机器人末端运动特征的描述方法，能够简便而详尽的表达机器人末端执行器在三维空间所具有的不同运动特征，最后给出了应用实例。